Universidad “Fermín Toro”

Escuela de Ingeniería

Cabudare, edo. Lara

Deformación de los materiales

(Deslizamiento y manclaje)

Integrante:

Franklin Villalobos CI: 24163166

Profesora: Carmen Partidas Villegas

Cabudare 09/06/2015

Mecanismos de deformación de materiales:

Antes de estudiar los mecanismos de deformación es muy importante tener bien en claro el concepto de esfuerzo, ya que este es el principal responsable de la deformación de materiales. Así podemos decir que los cuerpos sólidos responden de distintas formas cuando se los somete a fuerzas externas (esfuerzo). El tipo de respuesta del material dependerá de la forma en que se aplica dicha fuerza, estas fuerzas pueden ser; fuerza de tracción, compresión, corte, flexión y torsión.

También tenemos que la deformación como tal es simplemente el cambio del tamaño o forma de un cuerpo debido a los esfuerzos producidos por una o más fuerzas aplicadas (o también por la ocurrencia de la dilatación térmica). Se sabe que los átomos de los materiales están en posición equilibrio, pero cuando alguna fuerza exterior entra en acción con el material ocurren deformaciones en este.

Deformación por deslizamiento

Es el proceso por el cual se produce deformación plástica por el movimiento de dislocaciones. Debido a una fuerza externa, partes de la red cristalina se deslizan respecto a otras, resultando en un cambio en la geometría del material. Dependiendo del tipo de red, diferentes sistemas de deslizamiento están presentes en el material. Más específicamente, el deslizamiento ocurre entre los planos que tienen el menor vector de Burgers, con una gran densidad atómica y separación interplanar. La imagen a la derecha muestra esquemáticamente el mecanismo de deslizamiento.

Un sistema de deslizamiento está definido por la combinación de un plano que se desliza y la dirección en que se da su desplazamiento.

Estructura cúbica centrada en las caras (FCC)

Celda unidad de un material FCC

El deslizamiento en cristales cúbicos con centro en las caras ocurre en el plano de empaquetamiento compacto, el cual es del tipo {111} y se da en la dirección <110>. En el diagrama, el plano específico y su dirección de deslizamiento son (111) y [110] respectivamente. Dadas las permutaciones de los tipos de planos de deslizamiento y los tipos de dirección, los cristales CCC tienen 12 sistemas de deslizamiento. En la red FCC, la norma del vector de Burgers, b, que coincide con la mínima distancia entre dos puntos de la red, puede ser calculada usando la siguiente ecuación:

1

Donde a es el parámetro de la celda unitaria.

Estructura cúbica centrada en el cuerpo (BCC)

Celda unidad de un material BCC

El deslizamiento en cristales BCC ocurre también en el plano de menor vector de Burgers; sin embargo, a diferencia de en los FCC, no hay auténticos planos de empaquetamiento compacto en las estructuras BCC. Por consiguiente, un sistema de deslizamiento en BCC requiere calor para activarse. Algunos materiales BCC ( -Fe porα ejemplo) pueden contener hasta 48 sistemas de deslizamiento. Existen seis planos de deslizamiento del tipo {110}, cada uno con direcciones <111> (12 sistemas). Además, hay 24 planos {123} y 12 planos {112}, cada uno con una dirección <111> (36 sistemas, haciendo un total de 48) que, aunque no tienen exactamente la misma energía de activación que los planos {110}, esta es tan cercana que se pueden aproximar como equivalentes para todos los propósitos prácticos. En el diagrama de la derecha, el plano de deslizamiento específico y su dirección son (110) y [111], respectivamente.

Los metales elementales que se encuentran en la estructura BCC incluyen al litio, sodio, potasio, vanadio, cromo,manganeso, hierro, rubidio, niobio, molibdeno,

cesio, bario, tantalio, tungsteno, radio y europio. Entre los materiales compuestos con estructura cristalina BCC se encuentran los haluros de cesio, a excepción del CsF.

Otro ejemplo de la deformación por desplazamiento:

Deformación por maclaje:

El maclaje es un movimiento de planos de átomos en la red, paralelo a un plano específico, de maclaje, de manera que la red se divide en dos partes simétricas diferentemente orientadas. La cantidad de movimiento de cada plano de átomos en la región maclada es proporcional a su distancia del plano de maclaje, de manera que se forma una imagen especular a través del plano de maclaje.

El maclaje, ayuda a deformar más fácilmente que por deslizamiento en algunos metales, y otros tienen los dos mecanismos. El maclaje ocurre cuando los planos atómicos se desplazan cada uno con relación a otro adyacente en una magnitud fija que es una fracción del espacio interatómico. Como en el deslizamiento, el maclaje se presenta según ciertos planos cristalográficos y direcciones contenidas en ellos.

Ejemplos:

En esta imagen podemos observar como el plano se desplaza por manclaje y por deslizamiento

Diferencias entre Deslizamiento y Maclado:

Deslizamiento

1.- La orientación cristalográfica por encima y por debajo del plano de deslizamiento es la misma antes y después de la deformación.

2.- La magnitud del deslizamiento es un múltiplo de la distancia entre átomos

Maclado

1.- Se produce una reorientación a través del plano de maclado.

2.- El desplazamiento atómico es menor que la separación interatómica.

3.- Ocurre preferentemente en metales con estructuras BCC y HC, a bajas T y a altas velocidades de aplicación de la carga (impacto), donde el deslizamiento está restringido por existir pocos sistemas de deslizamiento que puedan operar.

4.- El maclado puede activar nuevos sistemas de deslizamiento en orientaciones favorables con respecto al eje de tracción.

Importante

El deslizamiento es un proceso permanente mientras que el maclado no. El maclado es incapaz de acomodar cambios de volumen pero si que puede acomodar cambios de manera reversible.